世界知识产权日 – 为绿色未来而创新

寻找汽车产业的生态友好型材料

撰稿:John Zarocostas,自由职业记者

全球都在不断加大努力寻找生态友好型材料,以期在气候危机不断加剧的情况下,帮助限制和减少有害温室气体(GHG)的高排放量,汽车产业作为世界上最大的产业之一,处于这一努力的中心。道路交通作为主要污染源,愈加使该产业亟需提出可持续解决方案。监督权威的世界车辆法规协调论坛(WP 29)的联合国欧洲经济委员会(UNECE)称,该部门占全球温室气体排放量的18%,其中化石燃料占道路交通能源消耗的96%。

汽车部门是世界上最大的产业之一,处于全球在寻找生态友好型材料,以帮助限制和减少有害温室气体高排放量方面不断加大的努力的中心。(图片:geepblue4you/GettyImages)

国际汽车联合会*(国际汽联)一区(设在布鲁塞尔)技术总监Guido Gielen与美国汽车政策委员会(AAPC)**国际政策副总裁Charles D. Uthus讨论了产业举措、技术发展以及大西洋两岸为道路交通减碳的趋势和挑战。


国际汽车联合会(国际汽联)一区技术总监Guido Gielen就改善道路交通碳足迹有关的趋势和挑战发表了看法。

怎样做才能使交通更生态友好?

我个人认为,为车辆减重,并行使用电力作为推动力,有潜力减少能源消耗,降低温室气体和污染物排放。减轻车辆质量有助于显著降低车辆的滚动阻力。迄今为止,制造商似乎低估了更具可持续性的车辆设计所能带来的环境红利。但仅靠减重是不够的。这就是为什么国际汽联赞成采用技术中立的解决方案、广泛的动力总成技术以实现环境目标,当然还有更高的安全性,这是我们不能妥协的。

出现了哪些可用于减轻车架重量的新材料?

许多类型的材料可以帮助减轻车辆质量,并且强度足以满足安全要求。例如,高强度钢前景广阔,但铝和某些塑料也可以进一步帮助车辆减重。但是,就材料而言没有什么万灵药。制造商具有设计和生产创新型环保车辆的知识,但是缺乏市场和立法动机来将这种技术诀窍运用到大批量生产中,还得以消费者所能承受的价格。

对即将上市的电池供电电动汽车(EV)的一个关注点是电动机的重量,对吗?

车辆的质量几十年间一直在增长。如今,配备了电推进系统的普通汽车的重量比仅装有内燃机的类似车型重200至300公斤。有人声称,这种较高的质量并不成问题,因为电动汽车的电池管理系统可以在减速过程中蓄养大量能量。但是,总的来说,我们赞成采用技术中立的解决方案,并认为所有推进装置(电动和内燃机推进车辆)都可以从减重中受益。

汽车部门在研发方面投入了大量资金。该部门的哪些领域正在吸引研发资金?

有多个领域都正在推动汽车领域的研发投资。围绕温室气体和环保的要求使侧重点集中于使车辆更具可持续性的努力。另一个主要的研发侧重点是访问车联网及其自动化生成的数据以及(网络)安全性。所有人都想要直接获取和访问有关车辆功能的数据。不幸的是,消费者通常不知道驾驶时生成的所有数据会发生什么情况。我们的一项研究表明,在消费者不知情的情况下,有大量数据直接从车辆传输到制造商的服务器。这些数据包括驾驶员来回移动椅子的次数,或驾驶员使用某一特定驾驶模式的时间长度。尽管现在随着《通用数据保护条例》(GDPR)的出台,人们正在更加严格地审视传输给制造商的数据。

环保要求正在推动使车辆更具可持续性的努力。(图片:milehightraveler / GettyImages)

这些数据有助于让车辆更安全吗?

是的。如果数据是匿名的,并且可供授权的独立服务提供商(例如我们的驾驶俱乐部(Mobility Clubs))使用,则它们可以为车辆更安全、更清洁做出贡献。更高水平的自动化和先进的驾驶员辅助安全系统可以帮助使车辆更安全。但是,需要做更多的工作才能更好地将这些安全功能的好处传达给用户和社会。在这种情况下,对车辆数据的访问至关重要。

当无人驾驶汽车(AV)上路行驶时,数据和数据保护将会有多重要?

T它们将至关重要。如今,对于已经在路上行驶的联网汽车,从安全性和环境保护两方面而言,数据安全至关重要。安全性意味着保障数据完整性和车辆的功能性。车辆制造商需要确保车辆使用寿命内的最新安全水平;这就是消费者在防止车辆受操纵和窃取个人数据方面所需要和所期望的。此外,不可接受的是,车辆制造商或网络运营商通过例如决定提供安全更新在经济上不再有意义,来确定车辆何时需要报废。获得此类更新是消费者的一项基本权利,需要受到法律保护。

UNECE进行了深入讨论,不久将通过有关网络安全和无线软件更新的新法规。对于该产业和全世界的公民来说,这些都是非常重要的问题。但是,正如几年来在汽车产业以外的其他安全性关键领域中所看到的那样,高级别安全性与对车载数据和功能的访问并不是相互排斥的。

对网络安全性,以及与访问联网车辆及其自动化产生的数据有关的问题也进行了大量研发工作。(图片:IGphotography/GettyImages)

知识产权保护,特别是专利,对促进汽车领域的创新有多重要?

知识产权非常重要,但是只有在充分利用这些知识和诀窍并将其提供给驾驶俱乐部和其他独立运营商使用时,很多创新才会发生。因此,我们支持授权的独立服务提供商直接访问车辆数据和功能。

“汽车产业中的知识产权现今比以往任何时候都更加重要[……]。 随着我们快速向全自动驾驶汽车发展,它的重要性将不断提高。”

AAPC国际政策副总裁Charles D. Uthus

换句话说,要进行开源协作?

是的,但是要以受控制和规管的方式。

对于电动汽车来说,用于充电的能源有多重要?

这是一个非常重要的考虑因素。对于我们的俱乐部专家,我们开发了生命周期评估(LCA)工具,该工具可以研究车辆整个生命周期(从概念到报废)中使用的材料和能源,甚至涉及车辆或其组件(例如,推进电池)的重复使用。后者将变得越来越重要。但是,更上游的是车辆的生命周期——用以衡量用来生产车辆所挖掘的原材料和车辆生产过程本身所消耗的能量——目前,只能进行非常粗略的估算。用于采购材料和建造车辆的公开能源账目将允许进行更精确的估算。

欧洲联盟为减少温室气体排放设定的雄心勃勃的目标(遵循具有里程碑意义的应对气候变化的2016年《巴黎协定》)在迫使该部门发挥引领作用吗?

是的,这样做至关重要。除了大数据的挑战外,汽车产业还必须减少所有新型车辆的排放。除了满足整体温室气体排放平均目标的需求之外,汽车产业还必须将单台车辆的能耗和排放降至最低。“欧7空气污染防治法”正在起草中,并可能在2020年中期实施。一些制造商会发现很难达到整体排放目标,但是如果不达到目标,至少在欧盟,他们将面临高额罚款。

旨在减少二氧化碳排放的政策已经对已出台这些法规的市场所需要的技术产生了重大影响。它们对车辆,车辆的尺寸、重量和动力都有深远的影响。

AAPC国际政策副总裁Charles D. Uthus

国际汽联及其驾驶俱乐部正在参加“绿色新车评估计划”(Green NCAP),这是一项对新车的环保性能进行评分的独立测试计划。这将为消费者提供有关低尾气排放和最佳能源效率的更好信息,从而做出知情的购买决定。希望该计划将为汽车产业提供必要的需求方激励和指导,以使其在确保其产品设计和实际效果满足具有挑战性的Green NCAP环境目标方面有更好表现。


美国汽车政策委员会(AAPC)国际政策副总裁Charles D. Uthus就美国为减少道路交通的碳排放而采取的产业举措和技术发展分享了他的观点。

美国汽车产业在寻找生态友好型材料方面有哪些前沿举措?

在美国,国家实验室在寻找可替代电动汽车电池中稀土元素(例如钴)的替代品方面发挥着重要作用。由定义可知,这些元素并不常见且在可获得性方面很有限,因此很难找到足够且可靠的来源。

那么用于减轻车架重量的新材料呢?在这一前沿有什么进展?

在美国和世界范围内,已经从使用钢铁向使用铝迈出了巨大而坚实的一步。在使用更轻更结实的特种钢方面也有所举动。

根据AAPC的研究,全球汽车产业每年约向研发投入1,150亿美元,相当于每辆车约投入1,300美元。这种趋势会持续吗?

认识到汽车动力总成向电气化发展的全球趋势,美国汽车制造商正在将大量的研发投资投入到这些技术中。从历史上看,许多突破性的发展都发生在美国,但是通常在其他地方被货币化。例如,普锐斯镍金属离子电池由美国的阿贡国家实验室最先开发,而被丰田公司使用。当今使用的许多先进技术,例如锂离子电池,最早都是在美国的国家实验室开发的。通常,当将技术源头追溯到专利及其许可使用时,这些技术的许多基础科学都是由美国政府或美国产业界开发的。

专利对促进创新有多重要?

当今,汽车产业中的知识产权比以往任何时候都更加重要,特别是考虑到从内燃机到电动动力总成的重大过渡以及制动、转向和车道保持等自动驾驶技术发展趋势。随着我们向全自动驾驶汽车方向快速发展,其重要性将日益增强。.

在美国,特别是在硅谷,正在花费数十亿美元来使车辆达到必要的标准。由于硅谷产生的协同效应,很多投资正在不断投入。欧洲、日本和韩国的许多汽车制造商也在硅谷投资,以提高这些制造商在该领域的技术。硅谷已成为此类活动的中心。

还要等多久我们才能看到全自动驾驶汽车全面上路行驶?

有很多乐观看法,但是我们对此仍需持谨慎态度。现实情况是,在自动驾驶的道路上走得越远,遇到的困难和挑战就越大。迈出的每一步都变得越来越具有挑战性。在早期阶段,例如自动制动和车道保持,这相比这些技术升级并协调为完全自动化后要容易得多。实际上,创造出全自动驾驶汽车是比人们意识到的大得多的一项飞跃。

除了大数据的挑战,汽车产业还必须减少所有新型车辆的排放。(图片:KeremYucel/GettyImages)

在清洁燃料来源(如电力、混合动力、氢燃料电池等)方面的研发情况如何?

我们需要将所有这些技术视为解决挑战性问题(即提高汽车的能源效率)的一组组合性和互补性解决方案。没有单独一项技术会成为万灵药,取决于市场和所在地区,某些技术可能比其他技术更有意义。

那么美国市场最青睐哪种新燃料系统?

目前,纯电动车(BEV)占据了中心位置。雪佛兰Bolt就是一个例子,它反映了通用汽车公司在电气化技术方面的巨额投资。但是在将来,燃料电池技术或其他燃料替代品可能会占据领先地位。对于政府而言,保持技术中立的态度非常重要,因为我们无法确定将来最有效的技术或解决方案是什么。美国政府一直非常善于在推广这些技术时保持中立态度。

您怎么看待欧洲及其他国家与排放水平相关的碳排放税?这将对汽车制造商有什么影响?

旨在减少二氧化碳排放的政策已经对出台这些法规的市场所需要的技术产生了重大影响。它们对车辆,车辆尺寸、重量和功率都有深远的影响。我们的会员公司包括全球汽车制造商;它们在大约130个市场开展业务。因此,我们必须满足政府要求的标准,并且要做到这一点,就需要用围绕所要求的不同技术打造的各种车辆来实现这一目标。

新的生命周期评估在改变观念吗?

我个人的观点是,人们很少关注汽车的生产方式或生命周期(从概念到回收点)中使用的能源量。我认为这不会发挥很大的作用,但我想一些政府会对车辆的生命周期投以更大的关注,并且可能会对其进行更严格的监管。

网络安全性是汽车产业的一个新关注点。(图片:metamorworks/GettyImages)

车辆制造商需要确保车辆使用寿命内的最新安全水平;这就是消费者在防止车辆受操纵和窃取个人数据方面所需要和所期望的。

国际汽车联合会(国际汽联)一区技术总监Guido Gielen

用于给电动汽车充电的能源类型有多重要?

就环境影响而言,为电动汽车提供动力的能源来自燃煤发电厂,还是来自风能、太阳能甚至核能会有巨大差异。如果政策目标是减少二氧化碳,用燃煤电厂的排放量对车辆的排放量作简单替换将远不足以实现该政策目标。

脚注

*国际汽联的总部设在巴黎,是世界机动车赛事的理事机构,也是世界领先的监测组织的联合会,致力于促进安全和可持续的行驶。总部位于布鲁塞尔的国际汽联一区办事处是一个消费者团体,由104个驾驶俱乐部组成,代表来自欧洲、中东和非洲的3,600万名会员。

**美国汽车政策委员会(AAPC)是位于华盛顿的伞状组织,代表美国三大汽车制造商(克莱斯勒集团、福特汽车公司和通用汽车公司)的公共政策利益。